12/11/2018 - Satelliten zur Überwachung der Bewegungen von Gebäuden in Echtzeit

Menéame

Eine von der Polytechnischen Universität Madrid (UPM) und Valencia (UPV) hat einen Algorithmus entwickelt, der die Echtzeit-Bewegung von konstruktiven Strukturen auf der Grundlage von Satellitenbeobachtungstechniken verbessert.

In Echtzeit kennen lernen am Bewegung der Struktur eines Gebäudes ist entscheidend für die Bewältigung der Risiken, die sie in Bezug auf die verschiedenen natürlichen Phänomene haben können. Die Verbesserung der Satellitenbeobachtungstechnologien GNSS, der Datenverarbeitung und des Mobilfunks hat die Aktualisierung und Weiterentwicklung der Methodik zur Kontrolle der strukturellen Dynamik in Echtzeit ermöglicht und die Instrumente verbessert, über die Forscher zu diesem Zweck verfügen.

"Die Forschung zielt darauf ab, einen Berechnungs- und Kontrollalgorithmus über lokale geodätische Netze zu schaffen und umzusetzen, um die Zuverlässigkeit der Ergebnisse und die Echtzeit-Anzeige dieser Ergebnisse durch eine Mobilfunk-App zu gewährleisten, mit der Möglichkeit, Unfallverhütungsalarme zu implementieren," erklärt Mercedes Farjas von der Technische Hochschule für Ingenieurwesen Topographie, Kartographie und Geodäsie Und eine der Autoren dieses Jobs.

Die Forscher entwickelten eine neue Methodik für die kontinuierliche Überwachung des Gebäudes Weltraumturm (Vier Torres Business Area, Madrid) für mehr als ein Jahr (Mai 2014 bis November 2015). Alle 5 Sekunden wurden Daten erfasst und die Positionierung wurde alle 25 Sekunden berechnet. Alle diese Daten wurden über eine App angezeigt, in der in Echtzeit die Position jeder GNSS-Antennen auf dem Dach des Turms angezeigt wird," erklärt er.

Das Überwachungssystem wurde im Raumturm konfiguriert, um eine erwartete Genauigkeitsschwelle bei einer Verschiebung von ±0,007 m in Standardabweichung zu gewährleisten. Die in den implementierten Algorithmen auferlegten Bedingungen gewährleisten eine tatsächliche Genauigkeitsgrenze für die berechnete Verschiebung von ±0,01 m, mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,999. Diese Ergebnisse wurden im Rahmen der Kongress CTBU 2016 International Conference in Hongkong, die sich mit Innovationen im Zusammenhang mit dem Bau von Hochhäusern befasst.

Ein genaueres und zuverlässigeres System

Das System ermöglicht eine präzisere und zuverlässigere Steuerung der Bewegung und erleichtert dadurch die wissenschaftliche und systematische Analyse der allgemeinen Dynamik konstruktiver Strukturen und stellt eine interessante Informationsquelle für neue konstruktive Projekte dar.

Benutzer-Grafik-Schnittstelle: Die roten, blauen und grünen Kreise repräsentieren die Position der Antennen 1, 2, 3 und 4. In diesem Fall sendet das System automatische Alarme, wenn die Verschiebung größer als 5 cm ist (Quelle: Polytechnische Universität Madrid)

"Der Algorithmus, den wir entwickelt haben, verbessert das Risikomanagement bei natürlichen Phänomenen, da es beispielsweise ratsam ist, die Positionsdaten eines Gebäudes nach einer seismischen Bewegung zu haben, um die Stabilität der Struktur und ihre Rückkehr zur Ausgangsposition zu überprüfen," versichern sie.

Darüber hinaus kann die kontinuierliche Bewertung der Gebäudeverlegung es ermöglichen zu überprüfen, ob sie den im Entwurf des Gebäudes berechneten strukturellen Annahmen entspricht und ein weiteres Element für seine Sicherheit darstellt. "Ungewöhnliche oder nicht erwartete strukturelle Reaktionen während der Bauphase oder in der Betriebsphase können dazu beitragen, bestehende und künftige Probleme aufzudecken und die Lebensdauer der Struktur zu verbessern," so die Forscher.

Die Möglichkeit, diese Überwachung in Echtzeit zu verfolgen, ist ein weiterer großer Nutzen dieses Systems. "Dies ermöglicht es uns, den Kunden ständig über den Zustand des Werks in Echtzeit mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu informieren und ihm automatische Gefahrenwarnungen zu senden," sagen sie.

Der von den Forschern der UPM und der UPV entwickelte Algorithmus wurde mit dem dritten Preis in der regionalen Phase des europäischen Satellitennavigationswettbewerbs ausgezeichnet, der von der Europäischen GNSS-Agentur (GSA), der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), dem deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) und dem deutschen Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMWi) in Partnerschaft mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) vergeben wurde.

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Polytechnische Universität Madrid

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